나노-자기유전학 기반 뇌심부자극술. (기초연 제공)/뉴스1

국내 연구진이 자기장을 이용해 무선으로 파킨슨병을 치료하는 기술을 개발했다.

기초과학연구원(IBS) 나노의학 연구단 천진우 단장과 곽민석 연구위원 연구팀은 자기장을 이용, 뇌 심부의 신경세포를 활성화해 파킨슨병의 효과적인 치료가 가능한 ‘나노-자기유전학 기반 뇌심부자극술’을 개발했다고 1일 밝혔다.파킨슨병은 퇴행성 뇌 질환의 일종으로 운동 조절에 중요한 역할을 하는 도파민 신경세포가 사멸되며 몸의 떨림과 경직, 자세 불안정 등 운동장애 증상이 나타난다.

현대 고령화 사회에서 파킨슨 환자 수가 급격히 증가하고 있으나 근본적인 치료제는 없다.

약물요법으로 일상생활이 어려운 중증 환자의 경우 증상 완화를 목적으로 외과적 수술인 뇌심부자극술(DBS)을 시도한다.

DBS는 뇌 심부에 전극을 심고 흉부 피하에 설치되는 자극 발생기를 통해 뇌에 전기자극을 주는 방식으로, 신경세포 간의 신호를 조절해 파킨슨병의 증상을 완화할 수 있다. 그러나 외과적 수술을 통해 전극을 뇌 깊숙이 삽입시켜야 하기에 뇌출혈 및 조직 손상과 같은 심각한 부작용이 발생할 수 있다. 또 전기자극이 가해지는 동안에만 치료 효과가 유지된다는 단점이 있다.

이에 연구팀은 앞서 개발한 나노-자기유전학 기술을 DBS에 적용했다.

나노-자기유전학은 자기장을 이용해 뇌의 특정 신경세포를 무선으로 활성화해 뇌 기능을 제어할 수 있는 기술이다.

연구팀은 뇌 심부에 자성을 띠는 나노 크기의 입자를 주입, 자기장 자극을 줘 뇌 특정 영역인 시상하핵 신경세포 활성화를 돕게 했다.

파킨스 쥐를 통해 시험한 결과 신경세포가 10배 이상 활성화 했고 균형감각과 운동성이 약 2배 이상 향상돼  정상에 가까운 운동 능력을 보였다.

또 2주간 매일 반복해서 자극을 받은 파킨슨 쥐는 자극을 중단한 24시간 후에도 회복된 운동 능력이 약 35% 유지됐다.

이는 전기자극이 가해지는 동안에만 치료 효과가 유지되는 기존 DBS 방식과는 달리 나노-자기유전학 기반 DBS는 치료 효과가 지속됨을 확인한 것이다.

천진우 IBS 나노의학 연구단 단장. /뉴스1

천진우 단장은 “나노-자기유전학을 활용하면 기존 DBS 방식보다 비침습적이고 정밀하게 신경세포를 자극해 파킨슨병 증상을 완화하는 치료가 가능함을 보여줬다"며 "파킨슨병뿐 아니라 뇌전증, 알츠하이머병 등 다양한 신경 질환 연구 및 치료에 활용될 것으로 기대한다”고 말했다.

이번 연구 결과는 국제학술지 ‘나노 레터스'에 지난달 10일 게재됐다.


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